基于WO3及MoO3納米結(jié)構(gòu)薄膜的電致變色器件研究.pdf

1、電致變色器件在外加電場下可通過可逆的顏色變化調(diào)節(jié)其光學(xué)性質(zhì)（反射率、透射率和吸收率）。本論文中主要研究了多種WO3和MoO3電致變色薄膜的制備方法，并對其形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征和分析。電致變色測試結(jié)果表明這些薄膜均可表現(xiàn)出優(yōu)良的電致變色性能。我們將所制備的電致變色薄膜組裝成電致變色器件，并對其性能進(jìn)行評估，更進(jìn)一步在此基礎(chǔ)上，對電致變色器件進(jìn)行集成擴(kuò)展，獲得創(chuàng)新型多功能電致變色體系。本論文中的主要研究成果可歸納如下：
　　創(chuàng)新性地采用

2、電活化的 FTO導(dǎo)電玻璃作為基底，通過快速簡單的液相反應(yīng)獲得厚度僅為100 nm左右的WO3·2H2O薄膜。由于WO3·2H2O薄膜具有特殊的層狀結(jié)構(gòu)，且其直接生長與基底接觸牢固，因而表現(xiàn)出了快速的著色/褪色響應(yīng)速率（著色時間3.2秒，褪色時間1.2秒）、良好的電致變色循環(huán)穩(wěn)定性、寬泛的光學(xué)調(diào)制范圍（53.8％）以及超高的著色效率（107.8 cm2·C-1）。由WO3·2H2O薄膜組裝得到的面積為5 cm×5 cm的固態(tài)電致變色器件也

3、展現(xiàn)了較高的透射率對比以及可逆的顏色變化。
　　以上述WO3·2H2O薄膜為材料基礎(chǔ)，我們設(shè)計(jì)了采用染料敏化太陽能電池驅(qū)動的具有節(jié)能和儲能功能的電致變色集成體系。一種是由染料敏化太陽能電池驅(qū)動的電致變色智能窗，其透射率調(diào)制范圍為65%~91%，且電致變色響應(yīng)快速，著色效率高達(dá)47.6 cm2·C-1。這種染料敏化太陽能電池驅(qū)動的電致變色智能窗可選擇性吸收和反射室外太陽光和熱量，減少建筑物的能耗，同時獲得舒適的視覺效果。通過將電致變

4、色器件變?yōu)閷ΨQ的超級電容器，即可獲得多功能電致變色-儲能體系，其表現(xiàn)出了較大的面積電容（0.022 F·cm-2）以及明顯的著色/褪色透射率對比度。
　　通過有機(jī)插層剝離得到尺寸僅為5 nm的MoO3納米片，通過過濾成膜后，轉(zhuǎn)移至 ITO/PET基底上，獲得柔性的 MoO3及 MoO3/GO薄膜。電致變色測試結(jié)果表明MoO3/GO薄膜由于GO的加入導(dǎo)電率大大提高，因而表現(xiàn)出比MoO3薄膜更高的電流密度及更快的電致變色響應(yīng)速率，其透

5、射率調(diào)制范圍也是MoO3薄膜的兩倍多，著色效率也從MoO3薄膜的68.2 cm2·C-1提高到了76.8 cm2·C-1。
　　采用一步電沉積法在ITO/PET基底上分別制得柔性的聚苯胺/MoO3、聚苯胺/WO3以及聚苯胺薄膜。電致變色性能測試復(fù)合薄膜具備更寬的光學(xué)調(diào)制范圍、更快的響應(yīng)速率以及更好的循環(huán)穩(wěn)定性，尤其是MoO3/聚苯胺薄膜，其特殊的網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)使其電致變色性能表現(xiàn)更為優(yōu)異。超電容性能與電致變色性能結(jié)果一致，也是聚苯胺